(57)【要約】【課題】  高濃度のメチオニンを含有するメチオニン溶解液を用いる場合であっても、固液分離性が良好な結晶形態を有するメチオニンを効率よく得ることができるメチオニンの精製方法を提供する。【解決手段】  水、又はポリビニルアルコール、グルテンおよびメチオニンからなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物を含む水溶液中に、メチオニンの溶解液、およびポリビニルアルコール又はグルテンを水に溶解した溶液を徐々に投入することを特徴とするメチオニンの精製方法。【選択図】  なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
水、またはポリビニルアルコール、グルテンおよびメチオニンからなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物を含む水溶液中に、メチオニン溶解液、およびポリビニルアルコールまたはグルテンを水に溶解した溶液を徐々に投入することを特徴とするメチオニンの精製方法。
【請求項２】
前記メチオニン溶解液が、（ｉ）ニトリラーゼ若しくはアミダーゼ酵素を有する菌体またはその処理物により生産されたメチオニン反応液を加熱処理した液、(ii)水またはメチオニンを含む水溶液に固液分離したメチオニン結晶を添加し、加熱溶解した液のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のメチオニンの精製方法。
【請求項３】
前記水、またはポリビニルアルコール、グルテンおよびメチオニンからなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物を含む水溶液の温度を４０℃以下に保持することを特徴とする請求項１または２に記載のメチオニンの精製方法。
【請求項４】
前記メチオニン溶解液を、滴下または分割投入することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のメチオニンの精製方法。
【請求項５】
前記メチオニン溶解液が、溶液全体に対してメチオニンを８〜１０重量％含有する水溶液であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のメチオニンの精製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、含水率が低く、比容積が小さいメチオニンの結晶を得ることができるメチオニンの精製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
メチオニンの製造プロセスにおいては、メチオニン溶解液を得た後、晶析操作を行うことにより精製メチオニンを得ている。また、得られた精製メチオニンの製品スペックが基準に満たない場合、再結晶などの再精製が必要となることもある。いずれの場合においても、メチオニンを精製する方法としては、水からメチオニンを晶析する方法が一般的に採用されている。しかしながら、水からメチオニンを晶析する方法で得られるメチオニン結晶は鱗片状あるいは板状の結晶であって、含水率が高く、比容積が大きいものであるため、固液分離性が悪いという問題があった。
【０００３】
この問題を解決すべく、含水率が低く、比容積が小さく、取り扱いが容易なメチオニン結晶を得る方法がいくつか提案されている。例えば、可溶性の繊維素誘導体の共存下にメチオニンを晶析する方法（特許文献１参照）、アルコール類、フェノール類及びケトン類の共存下にメチオニンを晶析する方法（特許文献２参照）、アニオン性又はノニオン性界面活性剤の共存下にメチオニンを晶析する方法（特許文献３参照）、水溶性セルロース誘導体、水溶性又は極性有機溶媒溶解性ポリビニル化合物、水溶性澱粉誘導体、ゼラチン又はその部分加水分解ポリペプタイド、アルギン酸塩又はポリアクリル酸塩の１種又は２種以上の共存下に、アミノ酸を晶析する方法（特許文献４参照）などが挙げられる。
【０００４】
【特許文献１】特公昭４３−２２２８５号公報
【特許文献２】特公昭４３−２４８９０号公報
【特許文献３】特公昭４６−１９６１０号公報
【特許文献４】特開昭６０−２３７０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らは、上記文献記載の方法により、含水率が低く、比容積が小さく、取り扱い性が容易な結晶形態を有するメチオニンの製造を試みたところ、メチオニン結晶の晶癖の改善効果が安定して得られるのは、メチオニン濃度が低いメチオニン溶液からメチオニンを晶析させる場合のみであり、晶析に用いるメチオニン溶液中のメチオニン濃度が高くなるにつれて添加剤の添加効果は薄れていくのが一般的であった。晶析に用いるメチオニン溶液のメチオニン濃度を低くすることは、反応容器が大きくなり、また溶媒への溶解ロスが大きくなるため、工業的な精製方法としては好ましいものではない。
【０００６】
そこで、本発明は、高濃度のメチオニンを含有するメチオニン溶解液を用いる場合であっても、固液分離性が良好な結晶形態を有するメチオニンを効率よく得ることができるメチオニンの精製方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、水、又はポリビニルアルコール及びメチオニンなどを含む水溶液中に、メチオニンの溶解液およびポリビニルアルコールなどを水に溶解した液を徐々に投入すると、含水率が低く、比容積が小さく、固液分離性が良好な結晶形態を有する精製メチオニンを効率よく得ることができることを見出し、本発明を完成するに到った。
【０００８】
かくして本発明によれば、下記（１）〜（５）いずれかのメチオニンの精製方法が提供される。
（１）水、又はポリビニルアルコール、グルテンおよびメチオニンからなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物を含む水溶液中に、メチオニン溶解液、およびポリビニルアルコール又はグルテンを水に溶解した溶液を徐々に投入することを特徴とするメチオニンの精製方法。
（２）前記メチオニン溶解液が、（ｉ）ニトリラーゼ若しくはアミダーゼ酵素を有する菌体又はその処理物により生産されたメチオニン反応液を加熱処理した液、(ii)水又はメチオニンを含む水溶液に固液分離したメチオニン結晶を添加し、加熱溶解した液のいずれかであることを特徴とする（１）のメチオニンの精製方法。
（３）前記水、又はポリビニルアルコール、グルテンおよびメチオニンからなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物を含む水溶液の温度を４０℃以下に保持することを特徴とする（１）又は（２）のメチオニンの精製方法。
（４）前記メチオニン溶解液を、滴下又は分割投入することを特徴とする（１）〜（３）いずれかのメチオニンの精製方法。
（５）前記メチオニン溶解液が、溶液全体に対してメチオニンを８〜１０重量％含有する水溶液であることを特徴とする（１）〜（４）いずれかのメチオニンの精製方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の精製方法によれば、高濃度のメチオニン溶解液（メチオニン濃度が８〜１０重量％の溶液）を用いる場合であっても、含水率が低く、比容積が小さく、固液分離性が良好な結晶形態を有する精製メチオニンを効率よく得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明のメチオニンの精製方法について詳細に説明する。
本発明のメチオニンの精製方法は、水、又はポリビニルアルコール（以下、「ＰＶＡ」と略記する。）、グルテンおよびメチオニンからなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物を含む水溶液（以下、これらをまとめて「ベース液」ということがある。）中に、メチオニン溶解液と、ポリビニルアルコール又はグルテンを水に溶解した溶液とを徐々に投入することを特徴とする。
【００１１】
（１）ベース液
本発明のメチオニンの晶析方法は、ベース液中で、前記メチオニン溶解液中のメチオニンを晶析させるものである。
用いるベース液は、（ａ）水、好ましくは冷却した水、又は（ｂ）ＰＶＡ若しくはグルテンを水に溶解した水溶液である。本発明においては、ベース液として、メチオニンの結晶をより速やかに析出させることができることから、さらにメチオニンを含むものが好ましい。
【００１２】
メチオニンを含むベース液としては、冷却した水又はＰＶＡ若しくはグルテンを水に溶解した水溶液にメチオニンを溶解した液、メチオニンが晶析した溶液を濾過した母液、又はメチオニンを晶析してスラリー液としたものなどを用いることができる。
この場合、ベース液のメチオニン濃度は特に制限はないが、メチオニンの回収率向上を考慮すると、析出させる温度でのメチオニンの溶解度程度であるのが好ましい。
【００１３】
（２）メチオニン溶解液
本発明に用いるメチオニン溶解液としては、メチオニンが水に溶解している溶液であれば特に制限はない。なかでも、（ｉ）ニトリラーゼ又はアミダーゼ酵素を有する菌体、若しくはその処理物により生産されたメチオニン反応液を加熱処理した液、又は（ii）水若しくはメチオニンを含む水溶液に固液分離したメチオニン結晶を添加し、加熱溶解した液であるのが好ましい。
【００１４】
前記ニトリラーゼ又はアミダーゼ酵素を有する菌体としては、特に制限されないが、例えば、特表平９−５１０６２３号公報、特開２０００-２５３２５６号公報、特表２００２−５３２０９６号公報、特表２００３−５２４６０８号公報などに記載されたものが挙げられる。また、その処理物としては、ニトリラーゼ又はアミダーゼ酵素を有する菌体の、菌体破砕物、酵素、固定化菌体、固定化酵素などが挙げられる。
【００１５】
メチオニン溶解液中のメチオニン濃度は特に制限はないが、通常６〜１５重量％、好ましくは７〜１２重量％、より好ましくは８〜１０重量％である。本発明によれば、メチオニン濃度が６〜１５重量％の高濃度のメチオニン溶解液を使用しても、固液分離性が良好な結晶形態を有する精製メチオニンを、効率よく得ることができる。もちろん、本発明はメチオニン濃度が６重量％以下の場合であっても実施することができるが、精製のための容器が大きくなり、また、溶媒への溶解ロスが大きくなるなどの問題が生じる。
【００１６】
（３）ＰＶＡ又はグルテンを水に溶解した液
ＰＶＡ又はグルテンを水に溶解した液中のＰＶＡ又はグルテンの使用量は、特に制限されないが、メチオニン溶解液中のメチオニンに対し、好ましくは０．１〜１．０重量％、より好ましくは０．２〜０．５重量％である。０．１重量％より少ないとメチオニンの結晶形が悪くなり、１．０重量％以上では添加量に見合った効果を得ることができず、かつ製品コストが増大する。
【００１７】
用いるＰＶＡは、一般的には、ポリ酢酸ビニルを酸又はアルカリで加水分解して製造される高分子である。ＰＶＡには、密度や二次移転点などが相違する種々のタイプのものが知られているが、これらに特に制限されない。
【００１８】
用いるグルテンとしては、植物を構成するタンパク質であるプロラミンとグルテリンの混合物であればよく、植物の種類やプロラミンとグルテリンの混合比などに特に制約はない。
【００１９】
（４）精製方法
メチオニンの精製は、次のように行うことができる。まず、メチオニンの晶析を行う撹拌槽に所定量のベース液を入れ、該ベース液の温度を所定値に設定する。次いで、この溶液中に、撹拌下、メチオニン溶解液、およびＰＶＡ又はグルテンを溶解させた溶液を徐々に添加して、メチオニンを晶析させる。
【００２０】
ベース液の温度は、メチオニン溶解液を投入したときにメチオニンの結晶が析出する温度であれば特に制限はないが、効率的に結晶を析出させるためには低いほど良い。しかしながら、ベース液に水を使用しているため、低すぎるとベース液が凍結するおそれがあるため、ベース液の温度は、通常５〜４０℃、好ましくは５〜３０℃である。
【００２１】
添加するメチオニン溶解液の温度は、メチオニンが完全に溶解している温度であれば特に制限はないが、供給中に配管内でのメチオニンの析出を抑えるため、通常５０〜１００℃、好ましくは８０〜９５℃である。
【００２２】
メチオニン溶解液、およびＰＶＡ又はグルテンを溶解させた溶液をベース液に添加する方法は特に制限されず、両溶液を同時に添加しても交互に添加しても良い。但し、メチオニン溶解液だけを先に添加すると、含水率が低く、比溶積の低い取り扱いが容易なメチオニン結晶を得ることが困難となるおそれがあるので好ましくない。
【００２３】
また、メチオニン溶解液、およびＰＶＡ又はグルテンを溶解させた溶液は別々に添加する必要はなく、両溶液を混合した混合液を添加しても良く、メチオニン溶解液にＰＶＡ又はグルテンを添加して調製した溶液を添加しても良い。
【００２４】
メチオニン溶解液と、ＰＶＡ又はグルテンを溶解させた溶液は、ベース液へ少量ずつ添加するのが好ましい。一挙に添加するとベース液の温度が局部的に上昇して結晶の析出がスムースに行われない場合があるからである。
【００２５】
メチオニン溶解液と、ＰＶＡ又はグルテンを溶解させた溶液を、ベース液へ添加する速度は、晶析操作のスケールや、メチオニン濃度、ＰＶＡ又はグルテンの濃度などにより異なる。本発明においては、目的とする含水率および比容積を有するメチオニン結晶を得ることができるように、メチオニン溶解液と、ＰＶＡ又はグルテンを溶解させた溶液を、ベース液へ添加する速度を適宜設定することができる。
【００２６】
メチオニン溶解液、およびＰＶＡ又はグルテンを溶解させた溶液を少量ずつ添加する方法としては、少量ずつ分割して添加する方法、あるいは連続的に少量ずつ滴下する方法などが挙げられる。
【００２７】
いずれの方法を採用する場合でもベース液の温度が急激に変化しないよう、ベース液の温度が４０℃以下に保持されるように添加するのが好ましい。ベース液の最適な保持温度は、メチオニン溶解液の添加速度とも関係があり、添加速度が速いほど最適な保持温度は高くなる傾向がある。
【００２８】
メチオニン溶解液と、ＰＶＡ又はグルテンを溶解させた溶液を全量添加した後は、所定温度、好ましくは２０℃以下で所定時間静置して熟成させた後、公知の固液分離装置を用いて精製メチオニン結晶を単離することができる。
【００２９】
用いる固液分離装置は特に限定されるものではないが、例えば、遠心分離機、ヌッチェ式濾過器、回転ドラム式連続濾過器など、一般的な濾過装置を用いることができる。得られる結晶は、固液分離における濾過性が良好である。
【００３０】
以上のようにして、粒状のメチオニン結晶を得ることができる。その体積平均粒径は１００〜７００μｍ、好ましくは３００〜６００μｍ、ウェット基準での含水率は５〜２０重量％、好ましくは５〜１８重量％、比容積は１．４〜１．９ｍｌ／ｇ、好ましくは１．５〜１．８ｍｌ／ｇである。含水率及び比容積がこのような範囲にあるメチオニンの結晶は、嵩密度が高く、高純度で取扱いが容易なものである。
【００３１】
得られるメチオニン結晶は、Ｄ−メチオニン又はＬ−メチオニンの光学活性体の結晶であっても、Ｄ−メチオニンおよびＬ−メチオニンからなるラセミ化合物の結晶であってもよい。
得られるメチオニンは、反芻動物の飼料添加物などとして有用である。
【実施例】
【００３２】
次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は実施例により何ら限定されるものではない。
（１）メチオニンの結晶の含水率（重量％）
メチオニンの結晶の含水率は、赤外線水分計により測定した。
（２）メチオニン結晶の比容積（ｍｌ／ｇ）
メチオニンの結晶の比容積は、定容シリンダーに入れてダッピング後重量測定して求めた。
【００３３】
（実施例１）
還流冷却管、温度計を取り付けた１０００ｍｌの４つ口フラスコ（溶解槽）に、メチオニン６０ｇおよび水６９０ｇ（メチオニン濃度：８重量％）を入れ、全容を９０℃で加熱溶解し、これにＰＶＡの５％水溶液６ｍｌを添加し（０．５重量％  ｖｓ．メチオニン）、均一になるまで撹拌して、メチオニン溶解液（１）を得た。
次いで、あらかじめメチオニンの３重量％水溶液５０ｍｌを加え、１０℃に冷却した別の１０００ｍｌ４つ口フラスコ（析出槽）に、メチオニン溶解液（１）を定量送液ポンプにより１０ｍｌ／ｍｉｎの速度で滴下した。滴下終了後、さらに２時間静置した後、１０℃で結晶を濾過、乾燥し、メチオニン結晶を得た。
得られたメチオニン結晶の含水率（重量％）及び比容積（ｍｌ／ｇ）を測定した。その結果を、結晶の形状とあわせて下記第１表にまとめて示す。
【００３４】
（実施例２）
実施例１において、溶解槽のメチオニン濃度を１０重量％としたメチオニン溶解液（２）を使用した以外は実施例１と同様の操作を行い、メチオニンの結晶を得た。得られたメチオニン結晶の含水率（重量％）及び比容積（ｍｌ／ｇ）を測定した。その結果を、結晶の形状とあわせて下記第１表にまとめて示す。
【００３５】
（実施例３）
実施例１において、ＰＶＡの水溶液のかわりにグルテン（０．５重量％  ｖｓ．メチオニン）の水溶液を用い、析出槽に水５０ｍｌを加えた以外は実施例１と同様の操作を行いメチオニン結晶を得た。得られたメチオニン結晶の含水率（重量％）及び比容積（ｍｌ／ｇ）を測定した。その結果を、結晶の形状とあわせて下記第１表にまとめて示す。
【００３６】
（実施例４）
実施例１において、溶解槽に用いるメチオニンとして、アミターゼ酵素を持つ菌体により生産されたメチオニン反応液を、減圧下、反応液に含まれるアンモニアを除去しながら、メチオニン濃度が１０重量％になるように加熱濃縮した液（メチオニン溶解液（３））を使用したこと以外は実施例１と同様の操作を行い、メチオニン結晶を得た。得られたメチオニン結晶の含水率（重量％）及び比容積（ｍｌ／ｇ）を測定した。その結果を、結晶の形状とあわせて下記第１表にまとめて示す。
【００３７】
（実施例５）
還流冷却管、温度計を取り付けた１０００ｍｌの４つ口フラスコ（溶解槽）に、メチオニン７５ｇおよび水６７５ｇ（メチオニン濃度：１０重量％）を入れ９０℃で加熱溶解し、これにＰＶＡの５％水溶液４．５ｍｌを添加し（０．３重量％  ｖｓ．メチオニン）。均一になるまで撹拌して、メチオニン溶解液（４）を得た。
次いで、あらかじめメチオニンの３重量％水溶液３００ｍｌを加え、溶液温度３０℃で撹拌を行っている別の１０００ｍｌの４つ口フラスコ（析出槽）に、メチオニン溶解液（４）を定量送液ポンプにより２０ｍｌ／ｍｉｎの速度で滴下した。滴下終了後、溶液を５℃まで冷却し、１時間熟成を行った後、結晶を濾過し、乾燥し、メチオニン結晶を得た。
得られたメチオニンの結晶の含水率（重量％）及び比容積（ｍｌ／ｇ）を測定した。その結果を、結晶の形状とあわせて下記第１表にまとめて示す。
【００３８】
（実施例６）
実施例５において、メチオニン溶解液（４）の滴下速度を３０ｍｌ／ｍｉｎとした以外は、実施例５と同様の操作を行い、メチオニン結晶を得た。
得られたメチオニンの結晶の含水率（重量％）及び比容積（ｍｌ／ｇ）を測定した。その結果を、結晶の形状とあわせて下記第１表にまとめて示す。
【００３９】
（比較例１）
実施例１において、ポリビニルアルコールの添加を行わなかったこと以外は実施例１と同様の処理を行い、メチオニン結晶を得た。得られたメチオニンの結晶の含水率（重量％）及び比容積（ｍｌ／ｇ）を測定した。その結果を、結晶の形状とあわせて下記第１表にまとめて示す。
【００４０】
（比較例２）
還流冷却管、温度計を取り付けた１０００ｍｌの４つ口フラスコに、メチオニン６０ｇと水６９０ｇ（メチオニン濃度：８重量％）を入れ加熱溶解し、ここにＰＶＡの５重量％水溶液６ｍｌ（０．５重量％  ｖｓ．メチオニン）を添加し撹拌した。この溶液を３０℃／ｈｏｕｒの速度で冷却してメチオニン結晶を析出させた。最終的に温度を１０℃まで冷却した後、メチオニン結晶を濾過し、乾燥した。得られたメチオニン結晶の含水率（重量％）及び比容積（ｍｌ／ｇ）を測定した。その結果を、結晶の形状とあわせて下記第１表にまとめて示す。
【００４１】
（比較例３）
比較例２において、メチオニン濃度を１０重量％とした以外は比較例２と同様の操作を行いメチオニン結晶を得た。得られたメチオニン結晶の含水率（重量％）及び比容積（ｍｌ／ｇ）を測定した。その結果を、結晶の形状とあわせて下記第１表にまとめて示す。
【００４２】
（比較例４）
比較例２において、メチオニン濃度を６重量％とした以外は比較例２と同様の操作を行いメチオニン結晶を得た。得られたメチオニン結晶の含水率（重量％）及び比容積（ｍｌ／ｇ）を測定した。その結果を、結晶の形状とあわせて下記第１表にまとめて示す。
【００４３】
【表１】
2006083118.tif 000002
【００４４】
第１表から、本発明のメチオニンの精製方法を実施した実施例１〜６からは、含水率が６〜１８重量％と低く、比容積が１．５〜１．８ｍｌ／ｇと小さい、粒状のメチオニン結晶が得られた。
一方、ＰＶＡを添加しなかった場合は（比較例１）、含水率が高く比容積が大きく、嵩高く、取扱い性に劣る鱗片状のメチオニン結晶が得られた。
ベース液を用いずに晶析を行った場合、メチオニン濃度が低いメチオニン水溶液（６重量％水溶液）を使用した比較例４では、含水率が低く、比容積が比較的小さい粒状のメチオニン結晶が得られたが、実施例と同程度のメチオニン濃度のメチオニン水溶液を使用した比較例２、３では、含水率が高く比容積が大きく、嵩高く、取扱い性に劣る鱗片状のメチオニン結晶が得られた。